16.周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增.R基態(tài)原子中,電子占據(jù)的最高能層符號為L,最高能級上只有兩個自旋方向相同的電子.工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得X單質(zhì).Y原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)之積等于R、W、X三種元素的原子序數(shù)之和.Z基態(tài)原子的最外能層只有一個電子,其他能層均已充滿電子.請回答下列問題:
(1)Z2+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9
(2)YX4-的空間構(gòu)型是正四面體;與YX4-互為等電子體的一種分子為CCl4等(填化學(xué)式);HYX4酸性比HYX2強(qiáng),其原因是HClO4有 3 個非羥基氧,而 HClO2有 1 個非羥基氧.
(3)結(jié)構(gòu)簡式為RX(W2H32的化合物中R原子的雜化軌道類型為sp2;1molRX(W2H32分子中含有σ鍵數(shù)目為11NA
(4)往Z的硫酸鹽溶液中通入過量的WH3,可生成[Z(WH34]SO4,下列說法正確的是A.
A.[Z(WH34]SO4中所含的化學(xué)鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵
B.在[Z(WH34]2+中Z2+給出孤對電子,WH3提供空軌道
C.[Z(WH34]SO4組成元素中第一電離能最大的是氧元素
(5)某Y與Z形成的化合物的晶胞如圖所示(黑點代表Z原子).
①該晶體的化學(xué)式為CuCl.
②已知Z和Y的電負(fù)性分別為1.9和3.0,則Y與Z形成的化合物屬于共價(填“離子”、“共價”)化合物.
③已知該晶體的密度為ρg.cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該晶體中Z原子和Y原子之間的最短距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$×1010pm(只寫計算式).

分析 周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增.R基態(tài)原子中,電子占據(jù)的最高能層符號為L,最高能級上只有兩個自旋方向相同的電子,核外電子排布式為1s22s22p2,則R為C元素;工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得X單質(zhì),結(jié)合原子序數(shù)可知X為O元素、W為N元素;Y原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)之積等于R、W、X三種元素的原子序數(shù)之和,三元素原子序數(shù)之和為6+7+8=21,則Y為Cl元素;Z基態(tài)原子的最外能層只有一個電子,其他能層均已充滿電子,原子序數(shù)大于氯,處于第四周期,核外電子數(shù)為2+8+18+1=29,故Z為Cu.

解答 解:周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增.R基態(tài)原子中,電子占據(jù)的最高能層符號為L,最高能級上只有兩個自旋方向相同的電子,核外電子排布式為1s22s22p2,則R為C元素;工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得X單質(zhì),結(jié)合原子序數(shù)可知X為O元素、W為N元素;Y原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)之積等于R、W、X三種元素的原子序數(shù)之和,三元素原子序數(shù)之和為6+7+8=21,則Y為Cl元素;Z基態(tài)原子的最外能層只有一個電子,其他能層均已充滿電子,原子序數(shù)大于氯,處于第四周期,核外電子數(shù)為2+8+18+1=29,故Z為Cu.
(1)Cu2+基態(tài)核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d9
故答案為:1s22s22p63s23p63d9;
(2)ClO4-中Cl原子孤電子對數(shù)=$\frac{7+1-2×4}{2}$=0、價層電子對數(shù)=4+0=4,故其空間構(gòu)型是正四面體,與ClO4-互為等電子體的一種分子含有5個原子、32個價電子,該分子為CCl4等,HClO4有 3 個非羥基氧,而 HClO2有 1 個非羥基氧,HClO4酸性比HClO2強(qiáng),
故答案為:正四面體;CCl4等;HClO4有 3 個非羥基氧,而 HClO2有 1 個非羥基氧;
(3)結(jié)構(gòu)簡式為CO(N2H32的化合物中碳原子形成3個σ鍵,沒有孤對電子,雜化軌道數(shù)目為3,碳原子的雜化軌道類型為sp2;
結(jié)構(gòu)簡式為O=C(NH-NH22,分子中含有11個σ鍵,1molRX(W2H32分子中含有σ鍵數(shù)目為11NA,
故答案為:sp2;11NA;
(4)往CuSO4溶液中通入過量的NH3,可生成[Cu(NH34]SO4
A.[Cu(NH34]SO4中配離子與外界硫酸根之間形成離子鍵,銅離子與氨氣分子之間形成配位鍵,氨氣分子與硫酸根中含有極性鍵,故A正確;
B.在[Cu(NH34]2+中Cu2+提供空軌道,NH3給出孤對電子,故B錯誤;
C.非金屬性越強(qiáng),第一電離能越大,氮元素2p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于氧元素的,[Cu(NH34]SO4組成元素中第一電離能最大的是N元素.
故選:A;
(5)某Y與Z形成的化合物的晶胞如圖所示(黑點代表Z原子).
①晶胞中黑色球數(shù)目為4,白色球數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,該晶體的化學(xué)式為CuCl,
故答案為:CuCl;
②已知Z和Y的電負(fù)性分別為1.9和3.0,二者電負(fù)性之差小于1.7,則Y與Z形成的化合物屬于共價化合物,
故答案為:共價;
③黑色球與周圍的4個白色球相鄰,形成正四面體結(jié)構(gòu),黑色球與晶胞頂點白色球連線處于晶胞體體對角線上,為二者距離為體對角線長度的$\frac{1}{4}$,而體對角線長度為晶胞棱長的$\sqrt{3}$倍,晶胞質(zhì)量為4×$\frac{64+35.5}{{N}_{A}}$g,該晶體的密度為ρg.cm-3,則晶胞棱長為$\root{3}{\frac{4×\frac{64+35.5}{{N}_{A}}g}{ρg•c{m}^{-3}}}$=$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$cm,故該晶體中Z原子和Y原子之間的最短距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$cm=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$×1010 pm,
故答案為:$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$×1010

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查,涉及核外電子排布、空間構(gòu)型與雜化方式判斷、等電子體、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)鍵、電負(fù)性、晶胞計算等,(5)中原子距離計算為易錯點、難點,需要學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)計算能力

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.下列選項中的物質(zhì)不屬于同分異構(gòu)體的是(  )
A.CH3CH=CH2和 B.乙炔和苯C.D.葡萄糖與果糖

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.NA為阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是( 。
A.14g乙烯、丙烯、丁烯的混合氣體中所含原子數(shù)為3NA
B.28g乙烯所含共用電子對數(shù)目為5NA
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L氯仿所含分子數(shù)為0.5 NA
D.46g乙醇中含有C-H鍵數(shù)目為6NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè).CuCl難溶于醇和水,可溶于氯離子濃度較大的體系,在潮濕空氣中易水解氧化.以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料,采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下:

回答下列問題:
(1)步驟①中得到的氧化產(chǎn)物是CuSO4或Cu2+,溶解溫度應(yīng)控制在60~70度,原因是溫度低溶解速度慢,溫度過高銨鹽分解.
(2)寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+
(3)步驟⑤包括用pH=2的酸洗、水洗兩步操作,酸洗采用的酸是硫酸(寫名稱).
(4)上述工藝中,步驟⑥不能省略,理由是醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化.
(5)步驟②、④、⑤、⑧都要進(jìn)行固液分離.工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有BD(填字母)
A.分餾塔     B.離心機(jī)       C.反應(yīng)釜      D.框式壓濾機(jī)
(6)準(zhǔn)確稱取所制備的氯化亞銅樣品m g,將其置于若兩的FeCl3溶液中,待樣品完全溶解后,加入適量稀硫酸,用a mol/L的K2Cr2O7溶液滴定到終點,消耗K2Cr2O7溶液b mL,反應(yīng)中Cr2O72-被還原為Cr3+,樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.597ab}{m}$.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

11.二氧化鋯是重要的耐高溫材料、陶瓷絕緣材料.以鋯英砂(主要成分為ZrSiO4,還含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等雜貨)為原料制備二氧化鋯(ZrO2)的工藝流程如圖所示.

已知:①ZrO2能與燒堿反應(yīng)生成可溶于水的Na2ZrO2,Na2ZrO2與酸反應(yīng)生成ZrO2+
②部分離子在實驗條件下開始沉淀和完全沉淀時的pH如表?
離子Fe3+AP+ZrO2+
開始沉淀pH1.93.36.2
完仝沉淀pH3.25.28.0
(l)經(jīng)熔融后,鋯英砂中Zr元素以Na2ZrO3(寫化學(xué)式)形式存在,寫出酸浸時生成Al3+、Fe3+的離子方程式:Fe2O3+6H+=Fe3++3H2O,AlO2-+4H+=Al3++2H2O
(2)濾渣I的主要成分的名稱為硅酸
(3)向過濾Ⅰ所得溶液中加氨水調(diào)pH=a,其目的是除去Fe3+、Al3+
(4)向過濾Ⅲ所得溶液中加入CaCO2粉末并加熱,可得CO2和另一種氣體,該反應(yīng)的離子方程式為2NH4++CaCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Ca2++2NH3↑+CO2↑+H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列說法正確的是( 。
A.聚丙烯的結(jié)構(gòu)簡式為:
B.已知:正丁烷(C4H10)的二氯代物有六種同分異構(gòu)體,則它的八氯代物也有六種同分異構(gòu)體
C.四氯化碳分子的電子式為:
D.有7種吸收峰

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

8.鈷及其合金在電機(jī)、機(jī)械、化工、航空和航天等工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用,并成為一種重要的戰(zhàn)略金屬.
Ⅰ.鈷酸鋰電池的正極采用鈷酸鋰LiCoO2,負(fù)極采用金屬鋰和碳的復(fù)合材料,該電池的反應(yīng)為:LiCoO2+6C$?_{放電}^{充電}$Li1-xCoO2+LixC6,寫出放電時負(fù)極的電極反應(yīng)LixC6-xe-=6C+xLi+
Ⅱ.堿式碳酸鈷[Cox(OH)y(CO3z]常用做電子材料、磁性材料的添加劑,受熱時可分解生成三種氧化物.為了確定其組成,某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計了如圖(甲、乙、丙)所示的裝置進(jìn)行實驗.

實驗步驟如下:
①稱取3.65g樣品置于硬質(zhì)玻璃管內(nèi),稱量乙、丙裝置的質(zhì)量;
②按如圖所示裝置組裝好儀器,檢查裝置氣密性;
③加熱玻璃管,當(dāng)乙裝置中不再有氣泡產(chǎn)生,停止加熱;
④打開活塞a,緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后,稱量乙、丙裝置的質(zhì)量;
⑤計算.
(1)從下列圖示(A-D)選出合理的裝置填入方框中,使整套實驗裝置完整(選填字母序號,可重復(fù)選用):

甲D;乙A;丙D.
甲裝置的作用是吸收空氣中的H2O和CO2,減少實驗誤差.
(2)補(bǔ)充完整步驟③不再有氣泡產(chǎn)生;步驟④中緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘的目的是將生成的CO2和H2O全部趕入乙和丙吸收.
(3)若按正確裝置進(jìn)行實驗,測得如下數(shù)據(jù):
乙裝置的質(zhì)量(g)丙裝置的質(zhì)量(g)
加熱前80.0062.00
加熱后80.3662.88
則該堿式碳酸鈷的化學(xué)式為Co3(OH)4(CO32
(4)為了比較亞硫酸和碳酸的酸性強(qiáng)弱,某同學(xué)用如下(A、B)裝置進(jìn)行實驗:

①試劑A是酸性高錳酸鉀溶液,試劑B是澄清石灰水.
②若將SO2通入水中至飽和,請設(shè)計實驗證明亞硫酸是弱酸:首先測得亞硫酸飽和溶液的pH,然后取一定體積的飽和溶液稀釋10倍再測pH,若pH差小于1,說明亞硫酸是弱酸用中和滴定法,根據(jù)氫氧化鈉溶液的體積可知溶液中亞硫酸的濃度,比較亞硫酸的濃度和氫離子的濃度,若亞硫酸的濃度大于氫離子的濃度,則亞硫酸為弱酸.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

5.A-F六種元素中,除C外其他均為短周期元素,它們的原子結(jié)構(gòu)或性質(zhì)如表所示:
元素結(jié)構(gòu)或性質(zhì)
A原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的$\frac{1}{5}$
B形成化合物種類最多的元素,其單質(zhì)為固體
C生活中常見的金屬,它有兩種常見的氯化物,且相對分子質(zhì)量相差35.5
D地殼中含量最多的元素
E與D同主族
F與E同周期,且最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)
請回答下列問題:
(1)A在元素周期表中的位置是第三周期第ⅡA族;A與E形成的化合物的電子式是
(2)C的某種氯化物的濃溶液可以腐蝕印刷電路板上的金屬銅,此反應(yīng)的離子方程式是2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
(3)B的單質(zhì)與D的氫化物在一定條件下反應(yīng)生成BD和另一產(chǎn)物的化學(xué)方程式是C+H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H2
(4)F的氫氧化物的是兩性(填“酸性”“堿性”“兩性”)氫氧化物,其電離方程式是Al3++3OH-Al(OH)3H++AlO2-+H2O;F的單質(zhì)與C、D形成的相對分子質(zhì)量為160的化合物在一定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al2O3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.下表列出了A~R 9種元素在周期表中的位置:
     族
周期
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
CDF
BEGR
AH
(1)F元素的名稱為氧;畫出B的原子結(jié)構(gòu)示意圖:
(2)這9種元素中,化學(xué)性質(zhì)最不活潑的是Ar;既具有非金屬元素的某些性質(zhì),又可能具有金屬元素的某些性質(zhì)的元素是B、Si.(填元素符號)
(3)A、D、E三種元素的最高價氧化物形成的晶體中屬于分子晶體的是CO2,A、B兩元素的氧化物中熔點較高的是MgO,C、D、F形成的氫化物分子中共價鍵的極性由強(qiáng)到弱的順序為H2O>CH4>BH3(或B2H6).(填化學(xué)式)
(4)工業(yè)上用D的一種單質(zhì)為原料生產(chǎn)E單質(zhì)粗品的化學(xué)方程式為2C+SiO2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO↑+Si.
(5)G和H的原子序數(shù)相差18.(填數(shù)字)
(6)寫出一個能證明G比H活潑的化學(xué)方程式Cl2+2KBr=2KCl+Br2

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